package com.study.dataStructure.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @author Honglixi
 * @create 2021-03-27 19:49
 */
public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        //完成将一个中缀表达式转成后缀表达式的功能
        //说明
        //1. 1+((2+3)×4)-5 => 转成  1 2 3 + 4 × + 5 –
        //2. 因为直接对str 进行操作，不方便，因此 先将  "1+((2+3)×4)-5" =》 中缀的表达式对应的List
        //   即 "1+((2+3)×4)-5" => ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]
        //3. 将得到的中缀表达式对应的List => 后缀表达式对应的List
        //   即 ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]  =》 ArrayList [1,2,3,+,4,*,+,5,–]

        String expression = "1+((2+3)*4)-5+7*3-6/2+3*9";//注意表达式

        List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println("中缀表达式对应的List为:" + infixExpressionList);
        List<String> parseSuffixExpreesionList = parseSuffixExpreesionList(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式对应的List为：" + parseSuffixExpreesionList);
        System.out.println(expression + "的结果为");
        System.out.printf("expression = %d",calculate(parseSuffixExpreesionList));

    }
    /**
     * 即 ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]  =》 ArrayList [1,2,3,+,4,*,+,5,–]
     * 	方法：将得到的中缀表达式对应的List => 后缀表达式对应的List
     * @param ls
     * @return
     */
    public static List<String> parseSuffixExpreesionList(List<String> ls){
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<>(); //符号栈
        ArrayList<String> s2 = new ArrayList<>(); //存储中间结果的Lists
        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            //如果是一个数，加入s2
            if (item.matches("\\d+")){
                s2.add(item);
            }else if (item.equals("(")){
                s1.push(item);
            }else if (item.equals(")")){
                //如果是右括号，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直到遇到左括号为止，此时将这一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();
            }else {
                //当item的优先级小于或等于s1的栈顶运算符，将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) > Operation.getValue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //将item压入s1栈
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while (s1.size() != 0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;
    }

    /**
     * 将中缀表达式转换成对应的内容
     * @param s
     * @return
     */
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s){
        //定义一个LIst，存放中缀表达式对应的内容
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        int i = 0;//一个指针，用于遍历中缀表达式字符串
        String str; //对多位数的拼接
        char c; //每遍历一个字符，就放入到c
        do {
            //如果c是一个非数字，存入到c
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57){
                list.add("" + c);
                i++;
            }else {
                //如果是一个数，考虑多位数
                str = "";
                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) <= 57) {
                    str += c;//拼接
                    i++;
                }
                list.add(str);
            }
        }while (i < s.length());
        return list;
    }

    /**
     * //完成对逆波兰表达式的运算
     * 	/*
     * 	 * 1)从左至右扫描，将3和4压入堆栈；
     * 		2)遇到+运算符，因此弹出4和3（4为栈顶元素，3为次顶元素），计算出3+4的值，得7，再将7入栈；
     * 		3)将5入栈；
     * 		4)接下来是×运算符，因此弹出5和7，计算出7×5=35，将35入栈；
     * 		5)将6入栈；
     * 		6)最后是-运算符，计算出35-6的值，即29，由此得出最终结果
     *
     * @param ls
     * @return
     */
    public static int calculate(List<String>  ls){
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            if (item.matches("\\d+")){
                stack.push(item);
            }else {
                //pop出两个数，先运算，再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")){
                    res = num1 + num2;
                }else if (item.equals("-")){
                    res = num1 - num2;
                }else if (item.equals("*")){
                    res = num1 * num2;
                }else if (item.equals("/")){
                    res = num1 / num2;
                }else {
                    throw new RuntimeException("运算符有错！！");
                }
                //把res入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

/**
 * 编写一个类Operation 可以返回一个运算符对应的优先级
 */
class Operation {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    /**
     * 返回对应的优先级数字
     * @param operation
     * @return
     */
    public static int getValue(String operation){
        int result = 0;
        switch (operation){
        case "+":
            result = ADD;
            break;
        case "-":
            result = SUB;
            break;
        case "*":
            result = MUL;
            break;
        case "/":
            result = DIV;
            break;
        default:
            System.out.println("不存在该运算符"+ operation);
        }
        return result;
    }
}